Question

15．能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一．
（1）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化．
①下列反應(yīng)中，屬于放熱反應(yīng)的是c（填序號）．
a． Ba（OH）₂•8H₂O與NH₄Cl混合攪拌
b． 高溫煅燒石灰石
c． 鋁與鹽酸反應(yīng)
②某同學(xué)進(jìn)行如圖1所示實驗，測量稀鹽酸與燒堿溶液中和反應(yīng)的能量變化．實驗表明：反應(yīng)溫度升高，由此判斷該反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，其離子方程式是H⁺+OH^-=H₂O．
（2）電能是現(xiàn)代社會應(yīng)用最廣泛的能源之一．
圖2所示的原電池裝置中，其負(fù)極是Zn，正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是銅片表面產(chǎn)生無色氣泡，正極的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑．原電池工作一段時間后，若消耗鋅6.5g，則放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L，電路中通過的電子數(shù)為0.2N_A．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)常見的放熱反應(yīng)有：所有的物質(zhì)燃燒、所有金屬與酸反應(yīng)、金屬與水反應(yīng)，所有中和反應(yīng)；絕大多數(shù)化合反應(yīng)和鋁熱反應(yīng)；
常見的吸熱反應(yīng)有：絕大數(shù)分解反應(yīng)，個別的化合反應(yīng)（如C和CO₂），少數(shù)分解置換以及某些復(fù)分解（如銨鹽和強(qiáng)堿），C或氫氣做還原劑時的反應(yīng)；
②中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)金屬的活潑性和原電池原理分析，鋅做負(fù)極被氧化，銅做正極溶液中氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)消耗的金屬的量和電極反應(yīng)中電子守恒計算；

解答 解：（1）①a、Ba（OH）₂•8H₂O與NH₄Cl混合攪拌屬于常見的吸熱反應(yīng)，故a錯誤；
B、碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故b錯誤；
碳與水蒸氣生成一氧化碳和氫氣是常見的吸熱反應(yīng)，故B錯誤；
C、鋁與鹽酸反應(yīng)，發(fā)生置換反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中放熱，故c正確；
故答案為：c；
②中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O，故答案為：放熱；H⁺+OH^-=H₂O；
（2）由于鋅比銅活潑，所以鋅作負(fù)極，所以消耗的金屬為鋅．
鋅失電子生成鋅離子進(jìn)入溶液，電極反應(yīng)式為鋅片：Zn-2e^-=Zn²⁺，銅片上氫離子得電子生成氫氣，所以電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，原電池工作一段時間后，若消耗鋅6.5g，物質(zhì)的量n（Zn）=$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol
總反應(yīng)：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺
           1          1
           0.1mol     0.1mol
則放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
Zn-2e^-=Zn²⁺，電路中通過的電子數(shù)為0.2N_A，
故答案為：Zn；銅片表面產(chǎn)生無色氣泡； 2H⁺+2e^-=H₂↑；2.24；0.2N_A；

點評 本題以原電池為載體考查了氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算、原電池原理和電極反應(yīng)，明確各物理量之間的關(guān)系和原電池原理是解本題的關(guān)鍵，難度不大．